[發明專利]一種基于三維輻射環境的熱舒適測評系統

在審

• 申請號: 201811327336.3
• 申請日: 2018-11-08
• 公開（公告）號: CN109470366A
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: 杜晶;劉京;肖秋珂;李彪
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 劉冰

本發明提供一種基于三維輻射環境的熱舒適測評系統，屬于熱舒適測評技術領域。本發明系統包括數據采集端、數據記錄端、數據處理端；所述數據采集端在同一高度H的上、下、東、西、南、北六個方向上，分別各設置一個長波輻射通量密度傳感器和一個短波輻射通量密度傳感器；所述數據記錄端的輻射通量密度記錄儀用于記錄和存儲所獲得的輻射通量密度數據；同時，數據記錄端能夠根據需要設置數據采集端的采樣間隔；從數據記錄端獲得的輻射通量密度數據通過移動儲存模塊導入到數據處理端的服務器中，服務器對導入的輻射通量密度數據進行處理獲得熱舒適參數。本發明解決了現有熱舒適測評技術準確度不高或成本較高的問題。本發明可用于熱舒適測評。

技術領域

本發明涉及一種熱舒適測評系統，屬于熱舒適測評技術領域。

背景技術

隨著城市化的不斷發展及城市人口數量的逐步增加，城市空間內的熱環境和熱舒適是國內外專家學者關注的重點，而室外輻射環境是其中的一個重要組成部分和熱點問題，輻射對熱舒適的影響不可小覷。其中，平均輻射溫度是由輻射環境決定的一個重要參數，它對于衡量室外輻射環境對熱舒適的影響起著關鍵作用，同時也是計算生理等效溫度、通用熱氣候指數等熱舒適指標的必要輸入量。

目前，計算平均輻射溫度的方法主要由三種：一是球體溫度計測量法，二是表面溫度法，三是六方向法。球體溫度計測量法的優點是操作簡單、儀器價格較低；缺點在于，此方法無法區分長、短波輻射的影響，也不能辨別它們的方向，除此之外，在寒冷季節，球體易受室外低溫空氣的影響，導致其對輻射的敏感性降低，造成測量的極度不準確。表面溫度法通過測量太陽輻射強度、空氣溫度和人體周圍實體的表面溫度，考慮人體對各方向角系數和吸收率來計算平均輻射溫度，由于表面溫度的測量分為直接測量和間接測量，直接接觸式的測量通常會受到太陽輻射加熱了熱電阻的影響，而利用紅外熱像儀等儀器進行非接觸的間接測量準確性較低，所以此方法在本領域的應用率較低。六方向法是一種測量三維輻射通量密度的方法，它通過測量來自上、下、東、西、南、北六個方向的長、短波輻射通量密度來計算平均輻射溫度，是一種準確的得到平均輻射溫度的方法。但是，要想實現對三維長、短輻射通量密度的測量，國際上通常采用三套來自荷蘭Kipp&Zonen公司的可同時測量兩個方向長、短波輻射通量密度的CNR4輻射傳感器來實現，但是其價格昂貴，不便于推廣應用；而其他能滿足測量精度要求的長波或短波輻射通量密度傳感器，一般只能測量一個輻射參數，無法實現對三維輻射環境的測量。

因此，現有通過計算平均輻射溫度，對熱舒適測評的技術，不是準確度不高，就是價格太昂貴。

發明內容

本發明為解決現有熱舒適測評技術準確度不高或成本較高的問題，提供了一種基于三維輻射環境的熱舒適測評系統。

本發明所述一種基于三維輻射環境的熱舒適測評系統，包括：數據采集端、數據記錄端、數據處理端；

所述數據采集端包括，支持框架、六個長波輻射通量密度傳感器以及六個短波輻射通量密度傳感器；支持框架在同一高度H的上、下、東、西、南、北六個方向上，分別各設置一個長波輻射通量密度傳感器和一個短波輻射通量密度傳感器，長波輻射通量密度傳感器和短波輻射通量密度傳感器用于輻射通量密度數據的采集；

所述數據記錄端包括，輻射通量密度記錄儀和設備通訊模塊；

所述數據采集端采集的輻射通量密度數據通過設備通訊模塊傳遞至輻射通量密度記錄儀，所述輻射通量密度記錄儀用于記錄和存儲所獲得的輻射通量密度數據；同時，數據記錄端能夠根據需要設置數據采集端的采樣間隔；

數據處理端包括服務器和移動儲存模塊，從數據記錄端獲得的輻射通量密度數據通過移動儲存模塊導入到服務器中，服務器用于對導入的輻射通量密度數據進行處理獲得平均輻射溫度，并利用平均輻射溫度獲得熱舒適參數。

作為對上述技術方案的進一步闡述：